【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池，涉及一种二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐、含有其的电解液及锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池是一种高能量密度的可充电电池，被广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。其中，非水电解液是锂离子电池的重要组成部分，直接影响电池的性能和稳定性。目前，常用的非水电解液主要是碳酸酯和醚类有机溶剂，但这些溶剂在高温下易发生分解反应，从而导致电池性能下降、安全性降低等问题。为了解决上述问题，研究人员提出了一系列改进措施，例如添加稳定剂、调节电解液成分等。同时，研究人员也尝试使用新型的非水电解液，如含氟电解液、离子液体电解液等，以提高电池的性能和稳定性。其中，添加二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐的非水电解液被认为具有较好的应用前景。尽管现有技术已经取得了一定的进展，但在高压和高温等方面仍然存在一些问题和挑战。例如，在高电压下，电池的高温储存性能会降低，循环寿命也会衰减快，影响电池的安全性和使用寿命。因此，开发新型的非水电解液，并解决其在特定条件下的性能问题，是当前研究的重点和难点。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐、含有其的电解液及锂离子电池。本专利技术主要解决了高电压下锂离子电池高温储存性能降低、高温循环寿命衰减快等技术问题。通过添加二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐的非水电解液，能够在负极表面形成sei膜，抑制电解液的氧化分解，显著提高5.0v以上高电压锂离子电池的高温循环性能和存储性能的电解液成膜添加剂。氧化电位比较高，
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐，所述二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐具有如下结构：
4、
5、另一方面，本专利技术提供了如上所述二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
6、甲基二磺酸与四氟硼酸锂反应，得到所述二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐，反应式如下：
7、
8、优选地，所述甲基二磺酸与四氟硼酸锂的质量比为1:1。
9、优选地，所述反应的温度为40～70℃，例如40℃、45℃、48℃、50℃、55℃、58℃、60℃、65℃、68℃或70℃，所述反应的时间为4～8小时，例如4小时、5小时、6小时、7小时或8小时。
10、另一方面，本专利技术提供一种非水电解液，所述非水电解液包括电解质、非水有机溶剂和功能性电解液添加剂，所述功能性电解液添加剂包括如上所述的二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐。
11、在本专利技术中，锂离子电池非水电解液中含有二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐作为添加剂，在高温性能方面，能够保证锂离子电池的高温储存性能，避免电池性能下降、安全性降低等问题；在循环性能方面，能够提高锂离子电池的循环寿命，降低衰减速度，从而延长电池的使用寿命；相对于现有技术，本专利技术采用二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐作为添加剂，能够在负极表面形成sei膜，抑制电解液的氧化分解，显著提高5.0v以上高电压锂离子电池的高温循环性能和存储性能的电解液成膜添加剂。氧化电位比较高，高电压防止催化氧化，抗氧化性好。有利于内阻降低，能够在提高锂离子电池能量密度的基础上，进一步提高锂离子电池的高温循环寿命以及高温存储性能。应用本专利技术的非水电解液具有更高的能量密度和更长的使用寿命，可以满足移动电子设备、电动汽车等领域对高性能电池的需求。
12、本专利技术的非水电解液能够使得锂离子电池具有更好的高温性能和循环性能，同时在sei膜形成和电池性能方面也具有更好的优势。
13、在本专利技术中，所述非水电解液的总质量为100％计，所述二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂占所述非水电解液总质量的0.001～5％，例如0.001％、0.005％、0.008％、0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％，优选0.5-5％。
14、优选地，所述电解质为锂盐。
15、优选地，所述锂盐为六氟磷酸锂、双氟代磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟草酸磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、碘化锂、四氟草酸磷酸锂或双四氟磷酰亚胺盐中的任意一种或至少两种的组合。
16、优选地，所述非水电解液的总质量为100％计，所述锂盐的质量含量为0.01～20％，例如0.01％、0.05％、0.08％、0.1％、0.5％、0.8％、1％、3％、5％、8％、10％、13％、15％、18％或20％，优选10-15％。
17、优选地，所述非水性有机溶剂为碳酸酯、卤代碳酸酯、羧酸酯、丙酸酯、氟醚、芳香烃或卤代芳烃中的任意一种或至少两种的组合。
18、优选地，所述碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸甲乙酯中的任意一种或至少两种的组合。
19、优选地，所述卤代碳酸酯为氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、双氟碳酸丙烯酯、三氟代乙酸乙酯、三氟乙基甲基碳酸酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、4-三氟代甲基碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯、三氟丙酸甲酯、3,3,3-三氟代乙酸乙酯、2-(三氟甲基)苯甲酸甲酯、4,4,4-三氟丁酸乙酯、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
20、优选地，所述羧酸酯为丁酸丙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、丙酸丁酯、丙酸异丙酯、丁酸乙酯中的任意一种或至少两种的组合。
21、优选地，所述丙酸酯为丙酸甲酯(em)、丙酸乙酯(ep)、丙酸丙酯(pp)中的任意一种或至少两种的组合。
22、优选地，以所述电解液的总质量为100％计，所述非水有机溶剂的质量百分含量为80-85％，例如80％、81％、82％、83％、84％或85％。
23、优选地，所述非水电解液还包括其他添加剂，所述其他添加剂包括碳酸乙烯亚乙酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、丁二酸酐、1-丙基磷酸酐、n,n'-二环己基碳二亚胺、磷酸三烯丙酯、磷酸三炔丙酯，联苯、环己基苯、氟苯、亚磷酸三苯酯、甲苯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、乙二醇双丙腈、1,3,6-己烷三腈、甲苯、4-甲基亚硫酸乙烯酯、亚硫酸亚乙酯、马来酸酐、三(三甲基硅基)硼酸酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、三(三甲基硅基)磷酸酯或丙烯磺酸内酯中的任意一种或至少两种的组合。
24、优选地，以所述电解液的总质量为100％计，所述其他添加剂的质量百分含量为1-7％，例如1％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、3％、4％、5％、6％、7％或8％。...
【技术保护点】
1.一种二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐，其特征在于，所述二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐具有如下结构：
2.根据权利要求1所述的二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐的制备方法，其特行在于，所述制备方法包括以下步骤：
3.一种非水电解液，其特征在于，所述非水电解液包括电解质、非水有机溶剂和功能性电解液添加剂，所述功能性电解液添加剂包括如权利要求1所述的二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐。
4.根据权利要求3所述的非水电解液，其特征在于，所述非水电解液的总质量为100％计，所述二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐占所述非水电解液总质量的0.001～5％，优选0.5-5％。
5.根据权利要求3或4所述的非水电解液，其特征在于，所述电解质为锂盐；
6.根据权利要求3-5中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述非水性有机溶剂为碳酸酯、卤代碳酸酯、羧酸酯、丙酸酯、氟醚、芳香烃或卤代芳烃中的任意一种或至少两种的组合；
7.根据权利要求3-6中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述非水电解液还包括其他添加剂，所述其他添加剂包括碳酸乙烯亚乙酯、碳酸亚
8.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜以及电解液，所述电解液为如如权利要求3-7中任一项所述的非水电解液。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括正极活性材料、导电剂、集流体以及将所述的正极活性材料与导电剂、集流体结合的结合剂；
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极的活性材料为LiNixCoyMnzL(1-x-y-z)O2、LiCox1L(1-x1)O2、LiNix2Ly1Mn(2-x2-y1)O4和Liz1MPO4中的至少一种；其中L为Co、Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si和Fe中的至少一种；M为Fe、Mn和Co中的至少一种或两种；0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤x+y+z≤1，0≤x1≤1，0.3≤x2≤0.6，0.01≤y1≤0.2，0.5≤z1≤1；
...【技术特征摘要】
1.一种二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐，其特征在于，所述二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐具有如下结构：
2.根据权利要求1所述的二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐的制备方法，其特行在于，所述制备方法包括以下步骤：
3.一种非水电解液，其特征在于，所述非水电解液包括电解质、非水有机溶剂和功能性电解液添加剂，所述功能性电解液添加剂包括如权利要求1所述的二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐。
4.根据权利要求3所述的非水电解液，其特征在于，所述非水电解液的总质量为100％计，所述二氟亚甲基环状二磺酸硼酸锂盐占所述非水电解液总质量的0.001～5％，优选0.5-5％。
5.根据权利要求3或4所述的非水电解液，其特征在于，所述电解质为锂盐；
6.根据权利要求3-5中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述非水性有机溶剂为碳酸酯、卤代碳酸酯、羧酸酯、丙酸酯、氟醚、芳香烃或卤代芳烃中的任意一种或至少两种的组合；
7.根据权利要求3-6中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述非水电解液还包括其他添加剂，所述其他添加剂包括碳酸乙烯亚乙酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、丁二酸酐、1-丙基磷酸酐、n,n'-二环己基碳二亚胺、磷酸三烯丙酯、磷酸三炔丙酯，联苯、环己基苯、氟苯、亚磷酸三苯酯、甲苯、...
【专利技术属性】
技术研发人员：顿温新，乔顺攀，汪宇凡，孙春胜，李新丽，赵京伟，郭营军，卢胜娟，王艳杰，张和平，杨欢，朱少华，赵倩慧，刘宏，
申请(专利权)人：香河昆仑新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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